Устройство для измерения перемещения объектов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР й 569053, кл. Н 04 й 7/18, 1977,2, Авторское свидетельство СССР й 563743, кл. Н 04 й 7/ 18, 1977 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее последовательно соединенные передающую телевизионную камеру, предусилитель % видеоконтрольный блок, генераторы кадровой развертки (ГКР) и генератор строчной развертки (ГСР), первые выходы которых подключены к входам разверток передающей телевизионной камеры, формирователь сигнала начала измерений (УСНИ), выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом ГКР и объединен с первым входом селектора строк, информационные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока корреляции, второй вход которого соединен с выходом предусилителя, генератор тактовых импульсов (ГТИ), выход которого подключен к третьему и четвертому входам блока корреляции, второй ключ, первый вход которого соединен с выходом управления селектора строк, а выход - с пятым входом блока корреляции и первым входом первого выходного триггера, блок определения 801045411 А экстремума, выход которого подключенко второму входу первого выходноготриггера и первому входу второго выходного триггера, второй вход которого соединен с выходом ГСР и объединен с вторым входом селектора строк,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измеренийпри вибрациях передающей телевизионной камеры, введены (и) блоков корреляции, и -генераторов эталонных сигналов, последовательно соединенныекоммутатор, блок сравнения, преобразователь, первый усилитель, блокзадержки, второй усилитель и сумма,тор-нормализатор, выход которогоподключен к входу блока определенияэкстремума и второму входу блокасравнения, а также синхрогенератор,выходы которого пЬдключены к синхровходам коммутатора и блока задержки,и блок управления, выходы которогосоединены с входами управления видео.контрольного блока, передающей телевизионной камеры и ФСНИ, выход которого подключен к входам ГТИ, синхрЬгенератора и и генераторов эталонныхсигналов, выходы которых соединены сшестыми входами соответствующих блоков корреляции, при этом объединенысоответственно первые, вторые, третьи,четвертые и пятые входы всех блоковкорреляции, их выходы подключены квходам коммутатора, выход которогосоединен с вторым входом второго усилителя, а выход блока задержки сое-динен с вторым входом первого усилителя, а дополнительный выход ФСНИс входом запуска ГКР и ГСР, 10454Изобретение относится к техникетелевидения и может использоваться.для дистанционного автоматическогоизмерения перемещения наблюдаемыхконтрастных изображений,5Известно устройство селекции дви"жущихся объектов, содержащее последовательно соединенные блок передающейтелевизионной трубки, видеоусилитель,фазоинвертор, коммутатор, блок за Одержки, усилитель считывания и видеоконтрольный блок, причем выход видеоусилителя соединен также с вторымвходом коммутатора Г 1 1.Однако это устройство не может определять величину перемещения объекта при работе передающей телевизион- .ной трубки на подвижном основании(например при вибрации).Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения перемещенияобъектов, содержащее последовательно соединенные передающую телевизионную камеру, предусилитель и видеоконтрольный блок, генераторы кадровойи строчной разверток (ГКР и ГСР),первые выходы которых подключены квходам раэверток передающей телевизионной камеры, генератор сигнала начала измерений (ГСНИ), выход которого соединен с первым входом первогоключа, второй вход которого соединенс вторым выходом ГКР и объединен спервым входом селектора строк, информационные выходы которого соединеныс входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блокакорреляции, второй вход которого соединен с выходом предусилителя, генератор тактовых импульсов (ГТИ), вы 40ход которого подключен к третьему ичетвертому входам блоКа корреляции,второй ключ, первый вход которогосоединен с выходом управления селектооа строк, второй - через триггер45к выходу первого ключа, а выход - кпятому входу блока корреляции и пер"вому входу первого выходного триггера, блок определения экстремума, входкоторого соединен с выходом блокакорреляции, а выход к второму вхОдупервого выходного триггера и первомувходу второго выходного триггера,второй вход которого подключен к второму выходу ГСР и объединен с вторым 55входом селектора строк2 1.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность измерения перемещений объекта при вибрациях основания передающей телевизионной камеры.цель изобретения - повышение точности измерения перемещения объекта при вибрациях передающей телевизионной камеры.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения перемещения объекта, содержащее последо" вательно соединенные передающую телевизионную камеру, предусилитель и видеоконтрольный блок, генераторы кадровой развертки (ГКР) и генератор строчной развертки (ГСР), первые выходы которых подключены к входам разверток передающей телевизионной камеры, формирователь сигнала начала измерений (ФСНИ), выход которого сое.динен с первым входом первого ключа,второй вход которого соединен с вторым выходом ГКР и объединен с первым входОм селектора строк, информацион" ные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока корреляции, второй вход которого соединен с выходом предусилителя, генератор тактовых импульсов (ГТИ), выход которого подключен к третьему и четвертому входам блока корреляции, второй ключ, первый вход которого сое" динен с выходом управления селектора строк,а выход - с пятым входом блока корреляции и первым входом первого выходного триггера, блок определения экстремума, выход которого подключен к второму входу первого выходного триггера и первому входу второго выходного триггера, второй вход которого соединен с выходом ГСР и объединен с вторым входом селектора строк введены (и) блоков корреляции, генераторов эталонных сигналов, последовательно соединенные коммутатор, блок сравнения, преобразователь, первый усилитель, блок задержки, второй усилитель и сумматор-нормализатор, выход которого подключен к входу блока определения экстремума и второму входу блока сравнения, а также синхрогенератор, выходы которого подключены к синхровходам коммутатора и блока задержки, и блок управления, выходы которого соединены с входами управления видеоконтрольного блока, передающей телевизионной камеры и ФСНИ, выход которого подключен к входам ГТИ, синхрогенератора и Г ге3 104нераторов эталонных сигналов, выходыкоторых соединены с шестыми входамисоответствующих блоков корреляции,при этом объединены соответственнопервые, вторые, третьи, четвертые ипятые входы всех блоков корреляции,их выходы подключены к входам коммутатора, выход которого соединен свторым входом второго усилителя,выход блока задержки соединен с вто Орым входом первого усилителя, а дополнительный выход ФСНИ - с входами запуска ГКР и ГСР,На Фиг. 1 представлена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства; на Фиг, 2 - векторная диаграмма выбора экстремумов взаимнокорреляционной Функции (ВКФ).Устройство содержит телевизионныйблок 1, состоящий из передающей телевизионной камеры 2, генераторов 3и 4 кадровой и строчной разверток,видеоконтрольного блока 5, предусилителя 6, формирователя 7 сигнала начала измерения, селектор 8.строк, 2элемент ИЛИ 9, выходные триггеры 10и 11, генератор 12 тактовых импульсов,первый и второй ключи 13 и 14 соот- ъветственно, блок 5 определения экстремума, ключи 16-19, коррелятор 2030второй усилитель 21, первый усилитель 22, сумматор-нормализатор 23,блок 24 сравнения, блок 25 задержки,синхрогенератор 26, коммутатор 27,генераторы 28 эталонных сигналов, блоки 29-32 корреляции, блок 33 управления,Устройство работает следующим образом,После подачи сигнала с блока 33 угравления из телевизионного блокапоступают сигналы строчных и кадровых импульсов, сигнал начала измерения и видеосигнал. Продвижение информации в блоках корреляции обеспечивают импульсы генератора 12, Управление записью и продвижение информации в блоках корреляции осуществляютключи 16"19, Ключи 16 и 17 управляются сигналом элемента ИЛИ 9, которыйподклчен к выходам и+р+ 1 ( 1= 0,1,,к) строк селектора 8 строк. Управление ключами 18 и 19 и первымвыходным .триггером 10 осуществляетсявыходом и-й строки селектора 8 строки выходом первого ключа 13 через вто. 5рой ключ 14,Суммарным вектором 5 (фиг, 2)представлена "спрямленная" траекто 5411 4рия движущейся точки В изображения(составляющие векторы 5 и 5 соот 1 Еветственно), которая последовательнопересекает и-ю строку 34 и (п+р+1)- строку 35 кадрового растра 36 подуглом о. Время появления экстремумаВКФ видеосигнала и эталонного сигнала соответственно обозначено Т 7ф 1 фРасстояние между строками и и(п+р+) в момент появления экстремума обозначено размером А, Положениеэкстремума ВКФ в строке определяетсясмещением 5 объекта вдоль строки,пропорционального временному смещениюа положение в цикле измерениясмещением 5 объекта между строками34 и 35, пропорционального временномусмещению Г. В каждом цикле работыустройство определяет смещение 5и 5. По сигналу начала измерения начинается построчная развертка в телевизионном блоке 1 с помощью генераторов 3 и 4 кадровой и строчной разверток, запускается синхрогенератор26, генераторы 28 эталонных сигналови генератор 12 тактовых импульсов,Кадровый импульс при наличии разрешающего сигнала с формирователя 7сигнала начала измерения открываетпервый ключ 13, Сигнал первого ключа13 и сигнал селектора 8 строк комму"тирует второй ключ 4. Второй ключ14 коммутирует ключи 18 и 19 и перебрасывает первый выходной триггер О,формируя начало цикла времени 7Входной видеосигнал поступает черезпредусилитель 6 в каждом из и блоков29-32 корреляции, где вычисляетсяВКФ видеосигнала и эталонных сигналов генераторов 28, соответствующихопределенным параметрам вибраций,помощью коммутатора 27 по сигналамсинхрогенератора 26 происходит предварительный опрос всех и блоков корреляции и в сумматоре-нормализаторе23 осуществляется вычисление среднего значения отношения правдоподобияЛ В блоке 24 сравнения выполненномкак функциональный преобразователь,сравнивается среднее отношение Лс отношением в каждом из блоковкорреляции и с помощью блока 25 задержки, работа которого синхронизиро.вана с работой коммутатора 27 и второго усилителя 21, происходит либоусиление, либо ослабление сигналаи-го блока корреляции в зависимостиот результата сравнения из блока 24,Обратная связь на первый усилитель1015 22 ускоряет процесс адаптации, увели- чивая коэффициент усиления для про-хождения сигнала, .снимаемого с блока, корреляции с наибольшим Л . После й тактов адаптации в схеме будет рабо- . 5 тать по существу лишь один из блоков корреляции, настройка генератора эталонного сигнала, подключенного к которому, будет наиболее близка к истинному значению параметров раз" мытия, При достижении Л максимума срабатывает блок 15 определения экстремума. Гго выходной сигнал воз" вращает первый выходной триггер 10 в исходное состояние, заканчивая тем 15 самым формирование времени ь, Тот же сигнал возбуждает второй выходной триггер 11, который формирует время 111строчного периода.ь, .сброс выходного триггера 11 осуществляется строчными импульсами. Выделение, привязкав кадре и восстановление строк осуществляется с помощью строчных и кадровых импульсов, поступающих на селектор 8 строк.Таким образом, введение в устройст-во новых отличительных признаков непосредственно позволяет обнаружитьразличный из"за вибраций сигналаобъекта и адаптировать устройство навибрацию с определенными параметрами,что позволяет более точно измеритьперемещение объекта. При этом эффективность адаптации с увеличениемразмытия (в определенных пределах)возрастает,1045411 Составитель В, Максимоваедактор Е. Папп Техред.В.Далекорей Корректор М ДемциФ ет 7576/6 Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,илиал ПП Тираж 677ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 113035, Москва Ж, Раущская Подписноета СССРытийб д, 4/5